四梁四軌大型冶金鑄造起重機(jī)結(jié)構(gòu)的形式和特點

解青

（太原重工股份有限公司起重機(jī)分公司， 山西 太原 030024）

經(jīng)驗交流

四梁四軌大型冶金鑄造起重機(jī)結(jié)構(gòu)的形式和特點

解青

（太原重工股份有限公司起重機(jī)分公司， 山西 太原 030024）

介紹了四梁四軌大型冶金起重機(jī)結(jié)構(gòu)的形式和特點，從經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性、適應(yīng)性和先進(jìn)性等方面分別作了闡述。

鋼鐵行業(yè) 冶金起重機(jī) 結(jié)構(gòu)形式

在冶金行業(yè)，特別是鋼鐵行業(yè)，四梁四軌主起升整體行星減速器傳動和主副起升機(jī)構(gòu)及運行機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速型式的400 t以上鑄造起重機(jī)，并越來越多的用在煉鋼和連鑄車間，而且該類型起重機(jī)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)并成熟的機(jī)型，具有設(shè)計理論先進(jìn)、安全可靠、整機(jī)自身質(zhì)量小、壽命長、結(jié)構(gòu)合理、分組性好、運行平穩(wěn)、制造和檢修容易的特點。經(jīng)實踐證明特別適應(yīng)于鋼廠連續(xù)生產(chǎn)的工況，其經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性、適應(yīng)性、先進(jìn)性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1 經(jīng)濟(jì)性

我國自20世紀(jì)80年代以來從世界上起步早的一些知名公司合作制造400 t以上的大型冶金起重機(jī)，并在此基礎(chǔ)上不斷的加以改進(jìn)完善。尤其是2000年以后，隨著冶金行業(yè)的快速發(fā)展，我國獨立設(shè)計制造了上百臺400 t以上鑄造起重機(jī)，已形成了有自主知識產(chǎn)權(quán)的系列化產(chǎn)品。

在不借助國外技術(shù)的情況下，獨立設(shè)計制造能夠在確保質(zhì)量的前提下，使產(chǎn)品的交貨期最短，保證工程建設(shè)需要。

憑借近三十多年制造大型起重機(jī)的制造經(jīng)驗，使起重機(jī)的主要配套件、易損件進(jìn)行更合理的選型和配置，使起重機(jī)各部件使用周期長、設(shè)備運行費用低，確保設(shè)備的運行效率。

1）對起重機(jī)安全使用起關(guān)鍵作用的主起升機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵部件采用進(jìn)口件，如盤式工作制動器、鋼絲繩、軸承、減速器的油封、電氣的主要元器件等。

2）自制的減速器、車輪裝置、滑輪裝置、卷筒裝置等可滿足DIN標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)，性能可靠，壽命長。

3）車輪裝置屬較易損壞的部件，采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式，更換迅速節(jié)省時間，而且軋制車輪壽命長。

4）起重機(jī)整機(jī)在制造廠裝配，使現(xiàn)場安裝調(diào)試時間縮短，費用降低。

5）電氣設(shè)備容量選型嚴(yán)格按照規(guī)范選擇。在計算容量基礎(chǔ)上，考慮本起重機(jī)的工作級別、接電持續(xù)率、特殊條件下的運行工況及環(huán)境溫度等因素進(jìn)行合理選擇。

6）起重機(jī)具有故障自診斷功能，提高了檢測維護(hù)的方便性。

2 安全性

該起重機(jī)在嚴(yán)格按照GB/T6067—85“起重機(jī)安全規(guī)程”及國際通用的安全要求進(jìn)行設(shè)計制造的基礎(chǔ)上，針對大型冶金起重機(jī)采用了如下安全措施：

2.1 起升機(jī)構(gòu)

采用雙電機(jī)、中間行星減速機(jī)+兩個硬齒面減速器品字型布置、雙卷筒傳動的方案，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、安全可靠、操作、維護(hù)容易的特點，具備“單一故障保護(hù)功能”即：單電機(jī)、單制動器、單根鋼絲繩、一個限位開關(guān)、一個油泵等出現(xiàn)故障時，起升機(jī)構(gòu)仍可繼續(xù)工作。在主起升機(jī)構(gòu)零部件中除鋼絲繩及吊鉤裝置外，任何部件損壞（如斷齒、斷軸）都不會引起鋼包傾翻或墜落。

主起升機(jī)構(gòu)由2臺電動機(jī)驅(qū)動1個行星減速器的2個高速軸，在該減速器的2個低速軸上通過鼓型齒聯(lián)軸器驅(qū)動2個硬齒面減速器，硬齒面減速器通過卷筒聯(lián)軸器帶動兩個雙聯(lián)卷筒。

硬齒面減速器低速軸與卷筒之間用球鉸型卷筒聯(lián)軸器連接。這種聯(lián)軸器既可以用來傳遞扭矩及承受徑向載荷，又可以用來補償卷筒與減速器低速軸之間軸向及角向位移。聯(lián)接方式安全可靠，裝拆方便。

在檢修時，只需擰開聯(lián)軸器與聯(lián)接法蘭之間的聯(lián)接螺栓即可輕易拆下卷筒，既不需拆卸卷筒軸承座更不需要挪動減速器；另外在卷筒末端設(shè)有緊急安全制動器，以保證在減速器低速軸之前任一軸出現(xiàn)故障時，制動住卷筒保證鋼包不會墜落。

2.2 主小車運行部分

四角驅(qū)動分兩組控制，如一組發(fā)生故障，仍能完成短時正常工作。車輪材料選用特制材質(zhì)CL60/65Mn，車輪踏面及輪緣內(nèi)側(cè)面均進(jìn)行表面淬火，踏面及輪緣內(nèi)側(cè)面布氏硬度為300～380，淬硬層深15～20 mm時的布氏硬度為260。其特點是耐磨損、壽命長。車輪組采用45°剖分面結(jié)構(gòu)，卸裝方便，易維護(hù)檢修。

2.3 大車運行部分

四角驅(qū)動分兩組控制，如一組發(fā)生故障，仍能完成短時正常工作。大車輪平衡架銷軸如果突然斷裂，平衡架仍能支撐車體，不會墜落。

驅(qū)動裝置分組性好、故障率低、安裝維護(hù)方便。電動機(jī)、減速器、制動器的底座焊接成一個整體框架后，整體加工，大大地提高了系統(tǒng)的安裝精度和傳動精度。

起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)減速器低速軸與車輪驅(qū)動軸之間采用可伸縮式強(qiáng)力SWF型萬向聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動靈活，可靠性高，壽命長，傳遞扭矩和允許兩軸線偏角大，拆裝維修方便。

車輪平衡架與平衡臂相連的平衡鉸采用水平剖分、半圓卡套式，更換平衡架時只需將橋架微微頂起即可拆開取下。車輪與平衡架之間采用45°斜剖分連接，安裝、維護(hù)尤為方便，易更換。

2.4 橋架

按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的計算，結(jié)合對主梁結(jié)構(gòu)的疲勞試驗成果及近幾年對金斗400 t以上起重機(jī)使用十幾年后出現(xiàn)的裂紋及破壞的改造經(jīng)驗，對橋架主梁及主小車架、吊具橫梁等均進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和選材的完善，使該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件的合理性和壽命均得到提高。

其間，盛京醫(yī)院護(hù)理工作的相關(guān)亮點先后聞名業(yè)界。在2005年全面實施垂直分配護(hù)理績效津貼機(jī)制后，2007年，醫(yī)院自主研發(fā)了工作量統(tǒng)計軟件，依據(jù)護(hù)理工作量、技術(shù)含量、風(fēng)險責(zé)任、技術(shù)職稱、能級對應(yīng)等多方面因素，績效津貼打破了以往分配制度的平均主義，被進(jìn)一步科學(xué)合理分配。

橋架采用目前比較成熟的四梁四軌式。主梁均為寬翼緣箱形結(jié)構(gòu)，主小車在主梁的內(nèi)側(cè)腹板上方所鋪軌道上運行。副小車在2根副主梁的內(nèi)側(cè)腹板上方所鋪軌道上運行。

車輪布置形式使每根主梁成為一個獨立穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，一方面使起重機(jī)的運行更加平穩(wěn)。另一方面，在現(xiàn)場安裝時，分別把帶有平衡臂架的兩根主梁吊放在橋機(jī)的軌道上，用端梁把兩根主梁用高強(qiáng)度螺栓連起即可，給橋架的安裝提供了很大方便。

主梁設(shè)計成寬翼緣偏軌箱形梁，外主梁的內(nèi)部空間較大，主梁的兩個端部作為布置運行機(jī)構(gòu)驅(qū)動裝置的機(jī)械間，其余部分作為布置電氣控制設(shè)備的電氣間，在電氣間的兩端設(shè)電氣間門密封，以防粉塵進(jìn)入電氣間影響電氣元件的使用壽命。

2.5 電氣方面

設(shè)置了安全保護(hù)功能:門限位、安全接地系統(tǒng)、緊停按鈕保護(hù)(司機(jī)室,電氣室)、零位保護(hù)、主隔離開關(guān)保護(hù)、短路保護(hù)、過流保護(hù)、失壓保護(hù)、36 V安全照明電源、應(yīng)急照明燈、行程限位保護(hù)、起升雙終點保護(hù)（旋轉(zhuǎn)限位，重錘保護(hù)）、超載保護(hù)、大車運行雙重保護(hù)（終端限位，防碰撞保護(hù)）。

3 可靠性

1995年至今起質(zhì)量大于400 t的鑄造起重機(jī)已設(shè)計制造過100多臺，從已投入使用的運行狀況看，情況良好。

大型冶金起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)零部件從20世紀(jì)80年代開始貫徹，并且通過多年的不斷完善，從壽命和使用效果均是良好的，并已經(jīng)過幾十年的驗證。

1）完善的工藝是設(shè)備安全可靠的保證，從大型冶金起重機(jī)的焊接、加工、裝配、安裝等已具有成熟的工藝。

2）設(shè)計、制造嚴(yán)格按ISO9001的要求執(zhí)行，質(zhì)量進(jìn)度，得到嚴(yán)格的管理控制。

3）先進(jìn)的內(nèi)控工廠標(biāo)準(zhǔn)，保證計算正確，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

4 適應(yīng)性

大型鑄造起重機(jī)的四梁四軌雙小車方案已生產(chǎn)過多臺，積累了豐富的經(jīng)驗。這樣使起重機(jī)隨起質(zhì)量的增加，不是簡單的放大，而是充分考慮受力及使用工況的結(jié)構(gòu)變化。

整車采用調(diào)壓（或變頻）調(diào)速使起重機(jī)運行平穩(wěn)，效率提高，充分適應(yīng)新的煉鋼工藝。

對于電控元件和主要的配套件，國內(nèi)配套廠不能滿足要求，采用進(jìn)口元件以滿足設(shè)備使用頻繁的要求。

主起升機(jī)構(gòu)采用行星減速器傳動后，當(dāng)1套機(jī)構(gòu)中的任一零部件損壞，形成故障后，不但可以保證鋼水包不會吊落，而且可以完成一個工作循環(huán)。

5 先進(jìn)性

主、副起升機(jī)構(gòu)的電氣，采用調(diào)壓（或變頻）調(diào)速系統(tǒng)，運行機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速，既先進(jìn)又節(jié)能。

由于主起升機(jī)構(gòu)采用行星減速器傳動后，當(dāng)1套機(jī)構(gòu)中的任一零部件損壞，形成故障后，不但可以保證鋼水包不會吊落，而且仍能以半速長期穩(wěn)定工作。

6 結(jié)語

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在起重機(jī)設(shè)計制造方面國內(nèi)外同仁積累了豐富的經(jīng)驗，逐步形成了國內(nèi)獨特的起重機(jī)設(shè)計、制造技術(shù)特點。同時也為同行提供了寶貴經(jīng)驗。

（編輯：苗運平）

Structure Mode and Feature of Four-Girder Four-Rail Type Heavy Metallurgical Crane

XIE Qing
（Crane Sub-Company of Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030024）

This paper introduces structure mode and feature of four-girder four-rail type heavy duty metallurgical crane,and expounds the economic benefit,safety,reliability,applicability,and advancement.

iron and steel industry,metallurgical crane,structure mode

TH248

A

1672-1152（2017）03-0118-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.03.48

2017-03-21

解青（1982—），男，山西襄汾人，2004年畢業(yè)于太原科技大學(xué)，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，助理工程師，從事工作為起重機(jī)產(chǎn)品出口。